机械波的形成波长周期和波速平面简谐波函数ppt课件

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1、第六章机械波（mechanicalwave)主讲：迟卓君QiqiharUniversity1波动——振动在空间的传播过程.机械波电磁波经典波机械振动在弹性介质中的传播.交变电磁场在空间的传播.两类波的不同之处机械波的传播需有传播振动的弹性介质;电磁波的传播可不需介质.能量传播反射折射叠加性干涉衍射两类波的共同特征波动是自然界常见的、重要的物质运动形式2一机械波的形成波是振动运动状态的传播，介质中的质点并不随波传播.注意——机械振动在弹性介质中的传播.（相位的传播）波的应用音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计.声纳技术:水中目标的探测、跟

2、踪、通讯、导航等.超声技术:超声诊断、无创治疗.通信技术:卫星通信、光纤通信、网络世界.产生条件：1）波源；2）弹性介质.3波动的特点：1、波向外传播的是波源（及各质点）的振动状态和能量。2、沿波的传播方向上各质点的振动相位（振动状态）依次滞后。注意横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.（仅在固体中传播）二横波与纵波纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.（可在固体、液体和气体中传播）4OyAA-三波长波的周期和频率波速波长：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为的振动质点之间的距离,即一个完整波形的长度.波形图：y表示各质点相对其

3、平衡位置x的位移.（横波和纵波均可用）5周期：波前进一个波长的距离所需要的时间.频率：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目.波速：波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）.注意波的频率（或T）只取决于波源的振动，与介质无关!波速只取决于介质的性质！波速不是质元的振动速度！6波速与介质的性质有关，为介质的密度.如声音的传播速度空气，常温左右，混凝土横波固体纵波液、气体切变模量弹性模量体积模量7波线波面波面波线平面波球面波波面波线波线波面四波线波面波前注:各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直波前8各质点相对

4、平衡位置的位移波线上各质点平衡位置简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作简谐运动时，在介质中所形成的波.一平面简谐波的波函数平面简谐波：波面为平面的简谐波.介质中任一质点（坐标为x）相对其平衡位置的位移（坐标为y）随时间的变化关系，即称为波函数.6-2平面简谐波函数9简谐波1简谐波2合成复杂波各种不同的简谐波复杂波合成分解6-2平面简谐波函数10点O的振动状态点Pt时刻点P的运动（t-x/u）时刻点O的运动点P振动方程时间推迟方法:1写波方程知O点振动方程：OP*6-2平面简谐波函数11点P比点O落后的相位波函数相位落后法点P振动方程OP*

5、6-2平面简谐波函数12沿轴负向点O振动方程波函数沿轴正向波函数的其它形式6-2平面简谐波函数质点的振动速度131）给出下列波函数所表示的波的传播方向和点的初相位.P108,16:平面简谐波的波函数式中为正常数，求波长、波速、波传播方向上相距为的两点间的相位差.（6-2，6-3）讨论向x轴正向传播向x轴负向传播142波函数的物理意义(1)当x固定时，波函数表示该点的简谐运动方程。（波具有时间的周期性）（波具有空间的周期性）(2)当t一定时，波函数表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形.6-2平面简谐波函数15OO(3)若均变化

6、，波函数表示波形沿传播方向的运动情况（行波或前进波）.时刻时刻练：6-4，7（26---29、50），52、536-2平面简谐波函数16波线上各点的简谐运动图171）波函数例1一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，已知振幅，，.在时坐标原点处的质点位于平衡位置沿Oy轴正方向运动.求解写出波函数的标准式O18o2.01.0-1.0时刻波形图1.03.02）求波形图.波形方程t=0193）处质点的振动规律并作图.处质点的振动方程01.0-1.02.0O1234******1234处质点的振动曲线1.020作业:6-5、78，P110:23思考:6-36

7、，79，50；52；60,67；776-2平面简谐波函数21